[實用新型]動態拉伸-彎曲復合載荷下檢測金屬材料抗氫脆性能的裝置

有效

• 申請號: 201920363916.1
• 申請日: 2019-03-21
• 公開（公告）號: CN209878483U
• 公開（公告）日: 2019-12-31
• 發明（設計）人: 劉念;薛歡;熊飛;王靚;高云
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵有限公司
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/20;G01N27/26
• 代理公司: 42104 武漢開元知識產權代理有限公司
• 代理人: 胡鎮西;張繼巍

本實用新型公開了一種動態拉伸?彎曲復合載荷下檢測金屬材料抗氫脆性能的裝置，包括彎曲載荷加載裝置、電化學組及拉壓載荷加載裝置；拉壓載荷加載裝置包括L支架、拉伸油缸、安裝在介質容器側板外表面的密封環及左端依次穿過密封環和介質容器側板直至左端伸入介質容器內的拉伸連接桿，拉伸連接桿的右端與拉伸油缸的拉伸活塞桿相連。能對材料實施加載拉伸—彎曲復合的動態交變載荷，與材料在實際服役環境承受的復合交變載荷更加貼近，能更真實的評價材料在實際使用過程中的抗氫脆性能；建立了彎曲動態載荷、拉壓動態載荷、循環壽命在內的多維度的金屬材料抗氫脆性能的評價體系，能更真實的反映材料在動態交變復合載荷下的氫脆性能。

技術領域

本實用新型屬于高強鋼材料抗氫脆性能評價處理領域，具體涉及一種動態拉伸-彎曲復合載荷下檢測金屬材料抗氫脆性能的裝置。

背景技術

近年來，隨著汽車工業的快速發展，超高強汽車用鋼的應用也愈加廣泛。如熱成形鋼很好的解決了沖壓成形回彈的問題，因此熱成形鋼在汽車領域應用潛力巨大，但該技術同時存在冷彎性能不足和氫脆敏感性高的缺點。延遲斷裂現象是高強度材料—環境—應力相互作用而發生的氫致開裂的一種現象。有研究表明，材料強度越高，氫脆敏感性越大。鋼的耐延遲斷裂與三個因素有關：材料、應力狀態和鋼中的氫含量。氫的來源分內氫(酸洗、電鍍等制造過程中浸入鋼中的氫)和外氫(使用過程中外部環境浸入的氫)。

高強鋼的延遲斷裂受許多因素的影響，目前尚無通用的評價標準。延遲斷裂的試驗方法理想的情況是使用實物零件在實際使用環境中進行試驗，但試驗周期很長，難以實現。因此現實中往往采用加速型實驗來進行相對評價，大體可分為恒載荷和恒應變試驗、低應變速率試驗、斷裂力學試驗。

現今幾乎所有的評價鋼抗氫脆性能的方法(恒載荷和恒應變試驗、低應變速率試驗、斷裂力學試驗)均是對試樣施以恒定的載荷或應變，屬于靜載試驗；或者加載單一的動態載荷(彎曲、拉伸、扭轉)。而材料在使用過程中處在交變復合動載環境中，經常受到動態拉壓—彎曲、扭轉—彎曲、拉壓—扭轉或者拉壓—彎曲—扭轉等復合載荷。以汽車用高強鋼為例，底盤、大梁、車橋等眾多結構件，在汽車行進過程中，由于顛簸會受到垂直于地面的動態彎曲載荷，而制動和加速過程則會受到平行于地面的動態拉壓載荷，在轉向、上下坡、沖撞過程中還受到較復雜的復合載荷作用。不僅如此，很多高強鋼均在多雨、潮濕、海邊等富氫環境中使用，這就使得這些高強鋼同時承受動態載荷與氫危害。

如圖1所示，半掛車車架在車輛啟動、制動時承受牽引車的啟動牽引力和制動力，車架縱梁在此過程中受到交變的拉壓載荷。而在運輸作業時，車架必然承受貨物的重力，在車輛顛簸時，承受交變的彎曲載荷。綜合來看，半掛車車架不斷承受動態的拉壓—彎曲復合載荷。然而，現有的試驗方法僅僅考慮到靜載荷、準靜態載荷或單一動態載荷的情況，試驗方法與實際情況不符，無法真實客觀的評價材料的抗氫脆性能。

鑒于現有的試驗與零件實際的動載服役環境差別較大，因此需設計一種裝置及用來模擬實際的動態交變復合載荷環境來測試金屬材料的抗氫脆性能。

發明內容

本實用新型的目的就是針對上述技術的不足，提供一種動態拉伸-彎曲復合載荷下檢測金屬材料抗氫脆性能的裝置，該裝置能夠模擬試樣在承受動態拉伸—彎曲交變復合載荷條件下試樣的氫脆延遲斷裂敏感性，試驗環境更加接近材料真實的使用狀況，更好的反映試樣的抗氫脆性能。